Способы устранения вредного влияния «слепых» фаз.

Рассмотрим принципиальную возможность устранения этих потерь с учётом узкополосности отражённых сигналов на выходе УПЧ

,

где Δf_с-ширина спектра отражённого сигнала, ограниченная шириной полосы пропускания УПЧ; можно считать, что Δf_с≈Δf_пр;

Δf_пр- резонансная частота УПЧ.

Такой сигнал можно представить в следующей форме

, (9.16)

где U(t)- низкочастотный сигнал (огибающая);

j(t)- закон фазовой модуляции - медленно изменяющаяся функция по сравнению с функцией 2πf_прt.

Для узкополосного сигнала правомочно комплексное представление в следующем виде:

, (9.17)

где Re[ ]- реальная часть комплексного числа;

- комплексная огибающая сигнала, учитывающая его фазу.

Комплексная огибающая сигнала может быть также представлена следующим образом

(9.18)

где U_C(t)и U_S(t) - синфазная и квадратурная составляющие сигнала, причём

; U(t)>0 (9.19)

; . (9.20)

Синфазная и квадратурная составляющие U_C(t) и U_s(t) могут быть получены путём умножения входного сигнала U(t) на два ортогональных, т. е. сдвинутых друг относительно друга по фазе на π/2 гетеродинных (опорных) напряжения с частотой f_пр. Схемой осуществляющей такое преобразование, является фазовый детектор (9.6).

Поскольку величина промежуточной частоты f_пр (9.16) не является информативным параметром, а вся радиолокационная информация содержится в огибающей U(t) и фазе j(t), т. е. в комплексной огибающей сигнала (9.18), то фазовое детектирование в двух квадратурных каналах обеспечивает наиболее полное использование этой информации.

Формирование ортогональных опорных напряжений (рис. 9.6) осуществляется фазосдвигающей цепью (ФСЦ) или фазорасщепителем. После череспериодного вычитания в каждом из квадратурных каналов выполняются операции (9.19), обеспечивающие восстановление сигнала. В результате пачка сигналов на выходе устройства СДЦ (рис. 9.7) оказывается неискажённой.

При рассмотрении рис. 9.7 следует учитывать, что с целью упрощения принятое при его построении соотношение между временем облучения цели τ_обл и периодом доплеровского смещения частоты T_дц носит условный характер. Как было показано ранее на примерах, в реальных условиях величина T_дц/2 в десятки или даже в сотни раз меньше времени облучения цели.

ВТОРОЙ УЧЕБНЫЙ ВОПРОС: Способы устранения вредного влияния «слепых» скоростей.

Как следует из рассмотрения рис. 9.5, очевидной мерой уменьшения вредного влияния "слепых" скоростей является уменьшение их числа в диапазоне возможных скоростей воздушных целей

,

где - максимально возможная скорость полёта воздушной цели;

.

Количество "слепых" скоростей, а следовательно, количество зон, характеризующихся большими "скоростными" потерями, можно уменьшить путём увеличения произведения λF_и. Так, если в условиях примера, рассмотренного в п. 9.2.1, при λ=0,1 м и F_и=700 Гц в диапазоне скоростей до = 1000 м/с имеют место 28 "слепых" зон, то при λ=0,3 м и F_и =1400 Гц количество "слепых" скоростей уменьшается до четырёх (210, 420, 630 и 840 м/с). Это является одним из факторов, определяющих более высокую естественную защищённость от пассивных помех длинноволновых РЛС с высокой частотой повторения импульсов. Вместе с тем, очевидно, что возможность увеличения длины волны корабельных РЛС ограничена габаритами антенны. При заданных габаритах антенны увеличение длины волны приводит к увеличению ширины ДНА, уменьшению коэффициента усиления антенны, а следовательно, к снижению пространственной избирательности и помехоустойчивости, к уменьшению дальности действия, к ухудшению точности и разрешающей способности по угловым координатам. Возможности увеличения частоты повторения импульсов ограничены минимально допустимой скважностью передающего устройства и условием однозначности измерения дальности.

Вторым способом уменьшения вредного влияния "слепых" скоростей является одновременное многочастотное облучение цели при использовании двух- или многоканальных (по частоте) РЛС. Многочастотное облучение цели может быть достигнуто также при перестройке несущей частоты одноканальной РЛС. Однако в этом случае для обеспечения когерентности в интересах селекции движущихся целей необходимо, чтобы хотя бы каждые три-четыре смежных зондирующих импульса излучались на фиксированной несущей частоте. Следовательно, этот способ многочастотного облучения цели может быть использован лишь при достаточно большом числе импульсов пачки.

Наиболее простым и широко распространённым способом уменьшения вредного влияния "слепых" скоростей является вобуляция частоты повторения импульсов или изменение межимпульсных интервалов в пределах до 10 % от среднего значения величины T_и. В частности, при использовании двух значений межимпульсных интервалов и (рис. 9.8а) амплитудно-частотная характеристика схемы ЧПВ определяется следующим выражением:

. (9.22)

В качестве примера на рис. 9.8б показана АЧХ схемы ЧПВ при отношении двух межимпульсных интервалов / = 6/7. На этом же рисунке штриховой линией показана АЧХ схемы ЧПВ при фиксированной частоте повторения импульсов. Как видно из рисунка, за счёт изменения межимпульсных интервалов число "слепых" скоростей существенно уменьшается. При использовании двух значений межимпульсных интервалов положение первой "слепой" скорости определяется отношением / . По мере приближения величины / к единице, с одной стороны, первая "слепая" скорость смещается в сторону более высоких значений V_рц, а с другой стороны, возрастает изрезанность АЧХ, приводящая к энергетическим потерям сигналов от целей, движущихся с определёнными скоростями. Поэтому при выборе соотношения / обычно задаются допустимыми "скоростными" потерями, т. е. допустимой изрезанностью амплитудно-частотной ("скоростной") характеристики схемы ЧПВ.

Рис. 9.8. Амплитудно-частотная характеристика схемы ЧПВ при изменении межимпульсных интервалов

0

Наличие "скоростных" потерь полезных сигналов, а следовательно, уменьшение дальности обнаружения целей, движущихся с определёнными скоростями, определяет целесообразность селекции движущихся целей лишь в тех областях пространства, где находятся источники мешающих отражений. Поэтому в некоторых случаях селекция движущихся целей осуществляется не во всей зоне обзора РЛС, а лишь в определённых ограниченных областях.

ТРЕТИЙ УЧЕБНЫЙ ВОПРОС:Способы адаптации формы зоны режекции АЧХ схем ЧПВ к форме спектра помехи.